编者按:随着全球气候变暖已成为不争的事实,人类正在试图通过自身的力量来遏制或减缓这种趋势;而“节能减排”正是这一努力的集中反映。事实上,节能减排不仅对相关技术提出新的挑战,更要求人们的生产、生活方式作相应地调整,其涉及的广度和深度是现在的我们难以估量的。为及时、充分地反映国际社会在节能减排方面的最新进展,并由此推动国内的节能减排工作,本刊在上海市科普工作联席会议办公室的支持下,从本期起陆续推出“节能减排”专栏,期望广大读者垂注并踊跃来稿,共同推进节能减排的宣传工作。

美国埃克森美孚公司终于停止了由它发起的一场论战,不再企图使公众相信全球变暖只不过是一些好事的知识份子言过其实的推测。包括3名民主党总统候选人和一些共和党的有力竞争者,都做出了要对全球变暖问题采取切实行动的承诺(国会已提出了几项要求强化对二氧化碳排放的管理议案)。即使布什总统本人,也不得不承认气候变暖问题的严重性。

限制碳排放已成共识

在美国,燃煤发电大约占全美碳排放总量的1/3。如果限制燃煤发电厂的碳排放量,便可大大减少温室气体的排放。

幸运的是,我们已经拥有了完成这一使命所需的技术。但遗憾的是,目前美国还在热衷于用煤这样一种便宜且储量丰富的能源作发电燃料——靠燃煤生产了半个多世纪的电能,尽管它对人类和环境造成了严重的损害。燃煤发电厂产生的尘粒和其他空气污染物,每年在美国的一些地区造成20000~30000人过早死亡;还有大约50吨汞(约占美国汞排放总量的1/3)被排放进了大气层。此外,从西弗吉尼亚州到怀俄明州,大量的开采煤层不仅破坏了周围环境,煤的加工和燃烧还产生出大量的废料,加剧了环境的污染。

尽管在过去10年中,燃煤发电厂曾进行过“无望取胜”的挣扎,不惜代价地对抗环境法规所要求的反污染措施。但与此同时,他们也展示出了“清洁煤”的美好前景——清洁煤燃烧时产生的碳可加以收集和储存,最终因技术尚未在商业规模上显示出它的有效性而夭折。就连总统气候变化专门调查小组也承认,“清洁煤”不可能对缓解今后15年~20年的气候问题起多大作用。

相比较而言,核能和风力发电技术已被证实为不排放碳的清洁技术,而且人们对它们可能产生的环境危害和代价均了如指掌。因此,尽快对这些技术的开发将会对全球的气候和环境带来明显的改善。

日趋成熟的核电技术

美国的核反应堆技术最令人感到放心的是,可以避免像1986年4月发生的“切尔诺贝利”那样的核泄漏事故。简言之,由于美国核反应堆的设计与“切尔诺贝利”核反应堆有本质上的差别,不会像后者的4号机组那样出现突然的、剧烈的操作失控,从而导致爆炸和着火。此外,美国的核能发电技术一直都在改善。1980年时,核电站的时间利用率只有56%(需要进行经常性的特别维修);而到2004年,核电站发电的时间利用率已提高到了90%。

在认真汲取了1979年发生的三里岛核电站泄漏事故以来,美国核电站的管理得到了很大的改善,特别是9·11事件后,其安全措施也大大加强了。

放射性核废料的存放问题又如何解决呢?从工程学的立场看,这一问题被看得过于严重了,其实它与清洁煤系统所要求的永久贮存数量巨大的碳相比,其所产生的问题是微不足道的。虽然核电站产生的核废料危害性很大,但它们的总量却小得惊人。美国每年产生的核废料只不过2000多吨而已;而燃煤发电厂排放的二氧化碳总量差不多有20亿吨。

坦率地说,在美国因燃煤发电厂的排放物患肺癌、支气管炎和其他的疾病的人每年数以万计;而实际上美国的核经济在一个正常年份并没有因此死过一个人。

也许,对人们越来越依赖核能发电的最大担心是否会因此而导致核武器的扩散。与一些国家散布的信誓旦旦的谎言相反,它们之所以还没有决定制造核武器,是因为它们首先要获得核反应堆技术;而它们之所以要获得该技术,是因为它们想制造核武器。

最后,用核反应堆取代陈旧的、污染严重的燃煤发电厂,无异于是用一种2007年生产的丰田凯美瑞或宝马系列3小轿车,取代价格便宜而且性能可靠,但已经过了时的1983生产的奥兹莫尔比和欧宝小轿车。

所有这一切都说明,弄清楚核能的局限性很重要。很可能美国在今年年底要开始建造至少一座新的核电站,从而结束美国20年来未曾建造过一座新的核电站的历史。据美国人自己测算,按照他们目前的能力,每年只能应付两个新的核反应堆的建设项目。

异军突起的风能发电

显然,鉴于核能受到的这些限制(核废料处理和核泄漏),在能源应用方面应建造更多新的风力发电厂,并且改善其发电技术也将是必要的。风力发电之所以尤其重要,是因为尽管人们对太阳能发电寄予很大的期望,但它在可以预见的将来还不能大规模地胜过风力发电。目前,太阳能发电设备的成本要6倍或7倍于风力发电。

风力涡轮机发的电,目前已差不多同用矿物燃料发的电一样便宜。由于美国政府对风力发电每千瓦小时给予2美分的补贴,因此,风力发电厂的建设速度增长很快,其发电量每年大约要增加3000兆瓦。

尽管目前核能和风能(以及清洁煤)发的电,要比传统的燃煤发电厂的电价(不包括煤对人体健康和环境造成的损失)高25%~75%,相信政府将会对燃煤发电厂采取强有力的限制措施,尽快将过时的燃煤发电装置逐渐淘汰掉。一项使燃煤发电的成本提高50%的税收或相当的商业计划,可以激励燃煤发电行业采用能效更高、更环保的技术,并促进风能、核能和天然气的能源组合,最终取代煤。单从税收等方面获得的收益,就可以用来补偿受到高电价影响的地区和个人,特别是贫困地区。

在过去的6年中,受到与其一个鼻孔出气的企业支持的美国政府认为,它不可能采取太激进的措施来与全球气候变暖作斗争。这简直是胡说八道!美国是世界上最富有的国家,而且美国的能耗要比欧洲和日本的总和还要多一倍。因此毫不奇怪,为什么美国的CO2排放量占了全世界CO2排放总量的1/4。

美国应当跟上《京都议定书》的步伐。这意味着美国的碳排放量要在尽可能短的时间内削减25%。措施之一是,通过税收调节,使那些最脏的和效率最低下的燃煤发电厂的生产成本提高到难以承受的程度,就可以轻而易举地做到这一点。

　　图为美国三里岛核电站